ES2624240T3 - Método y aparato para fabricar un dispositivo ortésico, y dispositivo ortésico - Google Patents

Abstract

Método de fabricación de un dispositivo ortésico, comprendiendo el método: introducir, por medio de medios (10) de entrada, datos que representan dimensiones de una parte (8) del cuerpo de un usuario; y formar, por medio de medios (12) de formación, por medio de un procedimiento de fabricación aditiva usando dichos datos, un cuerpo (24) de un dispositivo (4) ortésico, definiendo el cuerpo al menos un rebaje (20) para contener al menos parcialmente al menos una pieza (22) de inserción respectiva; caracterizado por la inserción de al menos una pieza de inserción elastomérica respectiva en al menos uno de dichos rebajes por medio de inyección de material moldeable.

Description

DESCRIPCION

Metodo y aparato para fabricar un dispositivo ortesico, y dispositivo ortesico Description

La presente invention se refiere a un metodo para fabricar un dispositivo ortesico y se refiere particularmente, pero 5 no exclusivamente, a un metodo para fabricar ortesis de pie.

Las ortesis de pie, tambien conocidas como plantillas ortopedicas, son dispositivos medicos correctivos que se colocan dentro del zapato de un usuario con el fin de realinear el sistema musculoesqueletico del usuario mientras el usuario esta andando, o para redistribuir la presion sobre la superficie plantar del pie del usuario. Las ortesis de pie conocidas consisten generalmente en plantillas de ajuste de forma que pueden estar dotadas de cunas, 10 almohadillas, barras, recortes adicionales y otras caracterlsticas y/o diferentes combinaciones de materiales, o materiales de recubrimiento duros y/o suaves. Las ortesis de pie se llevan habitualmente en pares y se usan para tratar una variedad de patologlas del pie y extremidad inferior. Tambien pueden usarse para tratar estados musculoesqueleticos en todo el cuerpo sobre los que puede influirse alterando las fuerzas en el pie y para tratar patologlas que pueden manifestarse por si mismas en el pie que surgen de estados medicos tales como diabetes, 15 etc. Las ortesis de pie tambien se usan para prevention de lesiones en deportes.

Un dispositivo ortesico conocido se da a conocer en el documento EP2196173. Este da a conocer una plantilla fabricada por medio de un procedimiento de fabrication aditiva y que tiene una estructura de talon que puede tener diferentes propiedades dependiendo de la estructura integrada en el talon. Sin embargo, este dispositivo ortesico tiene el inconveniente de que las propiedades mecanicas, por ejemplo la compresibilidad, del dispositivo ortesico 20 estan determinadas por las propiedades del material formado a partir del procedimiento de fabricacion aditiva, lo que limita a su vez la compresibilidad y el rendimiento frente a la fatiga del dispositivo ortesico en su totalidad.

El documento DE 102010019845 da a conocer un metodo segun el preambulo de la reivindicacion 1.

Un metodo conocido adicional se da a conocer en el documento US 2002/0014024.

Realizaciones preferidas de la presente invencion buscan superar una o mas de las desventajas anteriores de la 25 tecnica anterior.

Segun la presente invencion, se proporciona un metodo de fabricacion segun la reivindicacion 1.

Al formar un cuerpo que define al menos un rebaje para contener al menos parcialmente al menos una pieza de insertion, por medio de un procedimiento de fabricacion aditiva usando datos que representan la dimension de una parte del cuerpo de un usuario, esto proporciona la ventaja de permitir seleccionar un intervalo mas amplio de 30 posibles propiedades mecanicas del dispositivo ortesico, permitiendo de este modo que se lleven a cabo un intervalo mas amplio de tratamientos usando el dispositivo ortesico.

Los datos pueden comprender una representation en 3D de una parte del cuerpo del usuario.

El cuerpo puede definir una pluralidad de dichos rebajes.

Esto proporciona la ventaja de aumentar el intervalo de propiedades del dispositivo, aumentando de este modo el 35 intervalo de tratamientos que pueden llevarse a cabo.

Puede separarse una pluralidad de dichos rebajes en una direction perpendicular a una direction de soporte de peso del dispositivo.

Puede separarse una pluralidad de dichos rebajes en una direccion paralela a una direccion de soporte de peso del dispositivo.

40 El metodo puede comprender ademas formar al menos una abertura en una pared de al menos uno de dichos rebajes.

Esto proporciona la ventaja de permitir que el intervalo de flexibilidades del dispositivo ortesico aumente.

Ahora se describira una realization preferida del metodo segun la presente invencion se describira, a modo de ejemplo unicamente y en ningun sentido limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos. El aparato para fabricar y el 45 dispositivo ortesico descritos en relation con las figuras no forman parte del alcance de las reivindicaciones de la

presente invention.

La figura 1 es una vista esquematica de un aparato util en relation con llevar a cabo el metodo para fabricar un dispositivo ortesico segun la presente invencion;

la figura 2 es una vista en perspectiva de la parte frontal y desde arriba de un dispositivo ortesico fabricado por 5 medio del aparato de la figura 1;

la figura 3 es una vista en perspectiva de la parte frontal y desde abajo del dispositivo ortesico de la figura 2;

la figura 4 es una vista en section transversal a traves de una parte de talon del dispositivo ortesico de la figura 2;

la figura 5 es una vista que corresponde a la figura 3 de un dispositivo ortesico obtenido por medio del metodo de la presente invencion;

10 la figura 6 es una vista que corresponde a la figura 4 del dispositivo ortesico de la figura 5;

las figuras 7 a 10 muestran vistas en seccion transversal a traves de secciones de talon de los dispositivos ortesicos obtenidos por medio del metodo de la presente invencion;

las figuras 11 y 12 muestran vistas en planta de dispositivos ortesicos adicionales obtenidos por medio del metodo de la presente invencion;

15 la figura 13 es una vista lateral de un dispositivo ortesico obtenido por medio del metodo de la presente invencion;

la figura 14 es una vista en seccion transversal esquematica de una parte ampliada de la figura 13; y

las figuras 15 y 16 son vistas en planta de dispositivos ortesicos adicionales obtenidos por medio del metodo de la presente invencion.

Haciendo referencia a la figura 1, un aparato 2 para fabricar un dispositivo 4 ortesico (figura 2) tal como una ortesis 20 de pie incluye un escaner 6 optico para obtener datos referentes a las dimensiones del pie 8 de un usuario, y un ordenador 10 para recibir y procesar los datos para proporcionar una representation en 3D del pie 8 del usuario, para disenar una representacion digital del dispositivo 4 ortesico y enviarlo digitalmente por medio de una conexion 11 a un aparato 12 para depositar polvo 14 de plastico sobre una plataforma 16 movil por medio de un rodillo 17 bajo el control del ordenador 10. Por ejemplo, el aparato 12 puede ser una maquina de sinterizacion laser selectiva 25 disponible comercialmente, por ejemplo tal como se proporciona bajo la marca comercial sPro 60 por 3D Systems Inc. Un dispositivo 18 laser funde selectivamente el polvo 14 de plastico para producir capas sucesivas de un cuerpo 24 (figura 2) del dispositivo 4 ortesico, de modo que el cuerpo defina uno o mas rebajes 20 (figura 3) para alojar una carga 22 (figura 4) de material elastomerico tal como un pollmero de silicona. Los expertos en la tecnica apreciaran que en vez de realizar un escaneo directo del pie del usuario, tambien puede capturarse la forma del pie 30 escaneando una impresion en espuma del pie o escaneando un “molde de escayola” del pie. Ademas, pueden usarse otras tecnicas de fabrication aditiva familiares para los expertos en la tecnica, tal como un procedimiento de modelado por deposition fundida, estereolitografla, procesamiento de luz digital, fabricacion con filamento fundido, fabricacion de objeto laminado, el procedimiento Polyjet o procedimientos que usan un lecho de polvo e impresion en 3D con cabezal de chorro de tinta.

35 Haciendo referencia a las figuras 2 a 4, el dispositivo 4 ortesico producido usando el aparato de la figura 1 tiene un cuerpo 24 que define uno o mas rebajes 20 para alojar una carga 22 de material elastomerico para influir en las propiedades mecanicas del dispositivo 4 ortesico en su totalidad.

En un ejemplo adicional, tal como se muestra en las figuras 5 y 6, puede construirse mas de una cavidad 20 bajo el talon del dispositivo ortesico. Si las propiedades entre el lado medio y lateral del talon son diferentes (suave-duro), 40 se forzara al cuerpo 24 a moverse de manera diferente ya que un lado “cedera” mas facilmente y el otro resistira mas la deformation. Esto permitira opciones adicionales para controlar el movimiento de la persona que lleva el dispositivo 4 ortesico. Las cavidades 20 tambien pueden estar en forma de una cuna media/lateral tal como se muestra en la figura 7.

Se muestran ejemplos adicionales usando combinaciones mas complejas con tres o mas cavidades 20 para 45 proporcionar absorcion de choques directamente bajo el talon y control dinamico con diferente cumplimiento en diferentes partes de la estructura del talon, tal como se muestra en las figuras 7 a 10. Tal como se muestra en la figura 11, pueden alterarse tambien las formas del talon y la cavidad de muchas maneras para proporcionar diferentes respuestas a la carga.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

En ejemplos adicionales, pueden construirse cavidades 20 en otras partes de la cubierta 4 ortesica, tal como bajo el arco o el antepie, encima de la cubierta o debajo de la cubierta, o encima de la cubierta para formar caracterlsticas de alivio de presion o soporte adicionales, tales como almohadillas/barras metatarsianas tal como se presentan en la figura 12.

Haciendo referencia a las figuras 13 y 14, un ejemplo adicional del dispositivo 4 ortesico tiene una serie de orificios 26 proporcionados en una pared 28 del rebaje 20. Los orificios 26 se extienden generalmente a traves de la pared del rebaje 20 pero no a traves de la pared 30 externa de la cubierta del dispositivo 4 ortesico. Los orificios 26 se extienden generalmente en perpendicular a la direccion de soporte de peso del dispositivo. Durante el procedimiento de inyectar el material de pieza de insercion de la carga 22 (figura 4), pueden cubrirse los orificios 26 con cinta adhesiva o material similar, que puede eliminarse luego una vez que se ha fijado la carga 22.

El fin de los orificios 26 es modificar la rigidez de las paredes del rebaje, puesto que una pared con orificios 26 sera mas flexible que una pared sin orificios. Si la pared del rebaje no proporciona resistencia a la deformacion del dispositivo 4 ortesico mientras esta aplicandose peso a la misma, el pollmero 22 insertado tendra que llevar la carga. Esto es deseable ya que las propiedades de fatiga de la pieza 22 de insercion pueden ser mejores que el material del cuerpo 24 del dispositivo 4 ortesico. Ademas, los orificios 26 pueden proporcionar un aspecto agradable al dispositivo 4 ortesico.

Con referencia a las figuras 15 y 16, pueden crearse los orificios 26 en el entorno de CAD durante la fabrication del cuerpo 24 del dispositivo 4 ortesico haciendo sobresalir la forma del orificio a traves de la pared del rebaje 20 relevante. El saliente puede ser generalmente perpendicular al eje longitudinal del dispositivo 4 ortesico (figura 15) o generalmente perpendicular a la normal de la superficie de la pared del rebaje (figura 16). La section transversal de los orificios 26 puede ser circular, rectangular, ellptica, triangular, hexagonal o cualquier otra geometrla que pueda definirse mediante una ecuacion matematica o un boceto de un artista. Los orificios 26 pueden disponerse tambien en un patron regular o disponerse libremente en el espacio disponible.

Todas las caracterlsticas descritas anteriormente pueden combinarse entre si y las cargas para las diferentes cavidades pueden ser tambien diferentes. Por ejemplo, puede combinarse un diseno de talon de dos partes con materiales A y B en los compartimentos medio y lateral con una almohadilla metatarsiana llena con material C.

La presente invention proporciona ventajas significativas con respecto a dispositivos ortesicos de pie personalizados conocidos con componentes de silicona personalizados que actualmente se fabrican o bien manualmente con yeso y materiales termoplasticos o bien por medio de un procedimiento basado en molienda a partir de espumas, tales como EVA o a partir de bloques de plastico, tal como polipropileno. En particular, los procedimientos conocidos requieren mucho tiempo y el tecnico tiene control limitado sobre el diseno del dispositivo y como funciona. Si las caracterlsticas se colocan manualmente, estan sujetas a la habilidad y la experiencia del tecnico que lleva a cabo el montaje. Esto da lugar a inconsistencia en la forma de falta de repetibilidad con los productos. Si en el diseno esta implicado un sistema de CAD, solo puede disenarse el cuerpo del dispositivo ortesico y cualquier componente externo tendra que anadirse manualmente tras la molienda. Con la presente invencion, todo lo anterior tiene lugar en un entorno digital que permite al disenador no solo controlar numericamente todos los aspectos de la geometrla del producto, sino tambien utilizar varias herramientas de ingenierla anallticas (tal como optimization de elementos finitos) y usar diferentes tecnicas de medicion digitales tales como mediciones de presion, resonancia magnetica o metodos de obtencion de imagenes tomograficos directamente en el entorno de diseno. Las caracterlsticas disenadas/colocadas que usan estas tecnicas pueden garantizar que el dispositivo ortesico funcione mejor, se ajuste mejor y sea mas comodo.

Los expertos en la tecnica apreciaran que las realizaciones anteriores se han descrito a modo de ejemplo unicamente y en ningun sentido limitativo, y que son posibles diversas alteraciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invencion tal como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Tabla de numeros de referencia

2

Aparato para fabricar un dispositivo ortesico

4

Dispositivo ortesico

6

Escaner optico

8

Pie

10

Ordenador

12

Aparato para depositar polvo de plastico

14

Polvo de plastico

16

Plataforma movil

17

Rodillo

18

Dispositivo laser

20

Rebaje

22

Carga

24

Cuerpo

26

Orificios

28

Pared

30

Pared externa

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1. Metodo de fabricacion de un dispositivo ortesico, comprendiendo el metodo:

   introducir, por medio de medios (10) de entrada, datos que representan dimensiones de una parte (8) del cuerpo de un usuario; y

   5 formar, por medio de medios (12) de formation, por medio de un procedimiento de fabricacion aditiva usando dichos datos, un cuerpo (24) de un dispositivo (4) ortesico, definiendo el cuerpo al menos un rebaje (20) para contener al menos parcialmente al menos una pieza (22) de insertion respectiva;

   caracterizado por la insercion de al menos una pieza de insercion elastomerica respectiva en al menos uno de dichos rebajes por medio de inyeccion de material moldeable.

   10 2. Metodo segun la reivindicacion 1, que incluye una o mas de las siguientes caracterlsticas:

   (i) en el que los datos comprenden una representation en 3D de una parte del cuerpo del usuario;

   (ii) en el que el cuerpo define una pluralidad de dichos rebajes; o

   (iii) que comprende ademas formar al menos una abertura (26) en una pared (28) de al menos uno de dichos rebajes.

   15 3. Metodo segun la reivindicacion 2, que incluye una o mas de las siguientes caracterlsticas:

   (i) en la que una pluralidad de dichos rebajes se separan en una direction perpendicular a una direction de soporte de peso del dispositivo; o

   (ii) en el que una pluralidad de dichos rebajes se separan en una direccion paralela a una direccion de soporte de peso del dispositivo.

   20